Question

将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如下图甲所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）。图乙是某同学选取自水稻上层和下层的两种叶片，分别测定其净光合速率画出来的曲线图。请据图回答问题：

（1）分析图甲，光照强度低于8×10² mol·m^-2·s^-1时影响转基因水稻光合速率的主要因素是__________；光照强度为10-14×10²μmol·m^-2·s^-1时，原种水稻的气孔导度下降但测得的光合速率基本不变，可能的原因是_____________________________。

（2）分析图甲，PEPC酶所起的作用是___________________；转基因水稻更适宜栽种在__________的环境中。

（3）分析图乙A叶片是水稻植株__________（填“上层”或“下层”）的叶片，判断依据是____________________。

Answer

光照强度 光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消（或“CO2供应已充足且光照强度已达饱和点”） 增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率 较强光照强度（向阳） 下层 A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片

【解析】

本题考查细胞中的重要代谢--光合作用的过程及影响因素，考查学生对实验结果的比较和分析，同时考查理解能力和筛选信息的能力。

气孔导度即为气孔开放程度，因此气孔导度越大，二氧化碳吸收越多，光合速率越高。解答本题应从光合作用的场所、条件以及影响因素等方面进行解题，影响光合作用的环境因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。

（1）分析甲图可知，当光照强度低于8×102 mol•m-2•s-1时，随光照强度增加，转基因水稻光合作用速率增大，说明光照强度低于8×102 mol•m-2•s-1时限制转基因水稻光合作用的主要因素是光照强度；光照强度为10～14×102 mol•m-2•s-1时，原种水稻的气孔导度下降，二氧化碳供应不足会使光合作用强度减小，而光照强度增大使光合作用强度增大，当光照强度增加与CO2供给不足对光合速率的正负影响相互抵消时，光合速率基本不变，也可能是由于该条件下CO2供应已充足且光照强度已达饱和点，此时二氧化碳浓度和光照强度不是限制光合作用的因素，此时限制光合作用的因素可能的色素、酶的数量等内因。

（2）分析图甲第一个图可知，在相同光照条件下，转基因水稻气孔导度大于原种水稻，分析图甲第二个图可知，当光照强度大于8×102μmol•m-2•s-1，转基因水稻的光合作用强度大于原种水稻，因此可以推断PEPC酶是通过增大气孔导度，提高水稻在强光下的光合速率；图示显示，转基因水稻和原种水稻在弱光照时光合速率没有什么差异，但在强光条件下，转基因水稻的光合速率更大，因此转基因水稻更适合栽种在强光照环境中。

（3）据图分析，A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片，B叶片能利用较高的光照强度，故A叶片是水稻植株的下层叶片。